一种光伏循环能源系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种光伏循环能源系统，该系统包括：太阳电池模块、控制模块、能源适配模块和储能模块；太阳电池模块用于将光能转换为电能；控制模块用于控制太阳电池模块为负载供电，还控制所述太阳电池模块为储能模块充电，还控制储能模块为负载供电；能源适配模块用于调节控制模块输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求；储能模块用于存储太阳电池模块中多余的电量，并为负载供电。本发明专利技术通过将太阳能转换为电能，在光照期为负载供电，在能量富余时通过储能模块存储电量，使得在没有光照时也能保证对负载电量的供应，该系统保证了平流层飞艇上负载电量的正常供应，保障了系统的用电安全。

A photovoltaic cycle energy system

The embodiment of the invention provides a photovoltaic circulating energy system, which comprises a solar cell module, a control module, an energy adapter module and an energy storage module; a solar cell module for converting light energy into electricity; a control module for controlling a solar cell module for supplying power to a load; and a solar cell module for storing energy. The energy module charges and controls the energy storage module to supply power to the load; the energy adapter module is used to adjust the output power of the control module to meet the load demand; and the energy storage module is used to store the surplus power in the solar cell module and supply power to the load. By converting solar energy into electric energy, supplying power to the load during the illumination period and storing electric energy through the energy storage module when the energy is surplus, the load electric energy can be guaranteed without illumination. The system guarantees the normal supply of load electric energy on the stratospheric airship and ensures the safety of electric power consumption of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏循环能源系统
本专利技术实施例涉及平流层能源系统
，尤其涉及一种光伏循环能源系统。
技术介绍
平流层飞艇具有可长时间飞行、有效载重大、生存力强等优点，搭载任务系统后，可提供地面局部区域的准确观测信息，是高分辨率对地观测系统网络中非常重要的组成部分，在国家的军事需求和经济建设等方面发挥着巨大的作用。然而，平流层飞艇实现跨昼夜长时驻空需要有持续可靠的能源供应。成功实现平流层飞行的飞艇中，供电方式一般为锂电单独供电，有些飞艇实现了少量太阳电池组件的搭载验证飞行。光伏循环能源系统由柔性薄膜太阳能电池阵、储能电池组和电源管理器组成，它工作在飞艇飞行的全过程，为飞行安全提供持续的能源供应。但是，由于平流层飞艇光伏循环能源系统的电池阵的功率水平高、电池布设区域为曲面造型，布设面积大，且均由柔性可弯曲电池组件组成，储能电池组容量大，电源控制器的电压平台高，应用在低温低气压环境中，状态特殊。在空间飞行器上有过成功飞行应用的光伏循环能源系统，它在电池组件选型、功率级别、电压级别、电池阵面积、储能电池容量和应用环境上与平流层飞艇的应用场合有着很大的差别，难以满足平流层飞艇光伏循环能源系统的应用需求。目前还没有能够实现平流层飞艇驻留工作的大功率循环能源系统，提供一种平流层飞艇光伏循环能源系统是目前业界亟待解决的需要课题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光伏循环能源系统，用以解决现有技术中的光伏能源系统无法满足平流层飞艇的应用需求，实现空间飞行器上的能源供给。本专利技术实施例提供一种光伏循环能源系统，包括：太阳电池模块、控制模块、能源适配模块和储能模块，所述控制模块分别与所述太阳电池模块、所述能源适配模块和所述储能模块连接；所述太阳电池模块用于将光能转换为电能；所述控制模块用于控制所述太阳电池模块为负载供电，还控制所述太阳电池模块为所述储能模块充电，还控制所述储能模块为负载供电；所述能源适配模块用于调节所述控制模块输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求；所述储能模块用于存储所述太阳电池模块中多余的电量，并为所述负载供电。优选地，还包括：应急电池模块，所述应急电池模块与所述能源适配模块连接，所述应急电池模块用于提供应急电源，相应地，所述能源适配模块用于调节所述应急电源，以使得调节后的应急电源满足所述负载需求。优选地，所述太阳电池模块由若干个太阳电池子模块组成；对于任一太阳电池子模块，所述任一太阳电池子模块由若干个太阳电池单元并联组成；对于任一太阳电池单元，所述任一太阳电池单元由若干个太阳电池子单元与阻塞二极管串联组成，所述阻塞二极管的负极与所述控制模块相连，所述阻塞二极管的正极与任一太阳电池子单元的负极连接；所述任一太阳电池子单元由一个太阳电池单体与隔离二极管组成，所述太阳电池单体的正极与所述隔离二极管的负极相连，所述太阳电池单体的负极与所述隔离二极管的正极连接。优选地，所述控制模块还用于控制所述太阳电池模块的最大输出功率。优选地，所述控制模块包括：若干个最大功率跟踪控制单元和滤波单元，每一最大功率跟踪控制单元与唯一一个太阳电池子模块连接，所有的最大功率跟踪控制单元与所述滤波单元连接；对于任一最大功率跟踪控制单元，所述任一最大功率跟踪单元用于控制与所述任一最大功率跟踪单元相对应的太阳电池子模块的输出功率，以使的对应的太阳电池子模块的工作效率最佳；所述滤波单元用于对所述若干个最大功率跟踪控制单元的输出电源进行滤波处理。优选地，所述控制模块还包括遥控单元，所述遥控单元用于采集所述控制模块的工作参数，并向所述控制模块发送控制指令，还用于采集所述储能模块的工作参数。优选地，所述储能模块包括若干个储能电池单元、若干个电池从控单元和主控单元，每一储能电池单元与唯一一个电池从控单元连接，所有的电池从控单元都与所述主控单元连接；所述储能电池单元用于存储电能；任一电池从控单元用于控制与所述任一电池从控单元相对应的储能电池单元，并采集对应的储能电池单元的状态信息；所述主控单元用于接收每一电池从控单元采集的对应储能电池单元的状态信息。优选地，所述能源适配模块包括配电管理单元和应急切换模块，所述配电管理单元分别与所述控制模块和所述负载连接；所述配电管理单元用于调节所述控制模块输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求，所述应急切换模块用于控制所述应急电池模块为所述负载供电。优选地，所述应急电池模块包括若干个智能管理单元和电源存储单元，所述电源存储单元与所述能源适配模块连接，所述智能管理单元与所述电源存单元连接；所述电源存储单元用于存储电能；所述智能管理单元用于控制所述电源存储单元充电或放电。优选地，所述电源存储单元由多个电池单体经串联、并联组成。本专利技术实施例提供的一种光伏循环能源系统，通过将太阳能转换为电能，在光照期为负载供电，在能量富余时通过储能模块存储电量，使得在没有光照时也能保证对负载电量的供应，该系统保证了平流层飞艇上负载电量的正常供应，保障了系统的用电安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种光伏循环能源系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例一种光伏循环能源系统中太阳电池子模块的组成示意图；图3为本专利技术一优选实施例一种光伏循环能源系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例一种光伏循环能源系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：太阳电池模块101、控制模块102、能源适配模块103和储能模块104，所述控制模块102分别与所述太阳电池模块101、所述能源适配模块103和所述储能模块104连接；所述太阳电池模块101用于将光能转换为电能；所述控制模块102用于控制所述太阳电池模块101为负载供电，还控制所述太阳电池模块101为所述储能模块104充电，还控制所述储能模块104为负载供电；所述能源适配模块103用于调节所述控制模块102输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求；所述储能模块104用于存储所述太阳电池模块101中多余的电量，并为所述负载供电。太阳电池模块布设在飞艇上表面，使用柔性轻质材料封装，既保证了该太阳电池模块不受外界环境的影响，又不会减缓太阳电池模块对太阳光的吸收；同时，该太阳电池模块具有正负极输出极线和独立电连接器的大面积组件，用于与其它部件连接。太阳电池模块是柔性可弯曲的，能够实现与具有一定曲率的平流层飞艇的外表面贴合。太阳电池模块在有光照射时，可以吸收光能，将光能转换为电能。此处的太阳电池模块可以是任何能实现光电转换的器件，包括但不限于：晶体硅电池、各种薄膜电池和新概念太阳电池。其中，各种薄膜电池包括非晶硅薄膜电池(a-Si)、碲化镉太阳电池(CdTe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏循环能源系统，其特征在于，包括：太阳电池模块、控制模块、能源适配模块和储能模块，所述控制模块分别与所述太阳电池模块、所述能源适配模块和所述储能模块连接；所述太阳电池模块用于将光能转换为电能；所述控制模块用于控制所述太阳电池模块为负载供电，还控制所述太阳电池模块为所述储能模块充电，还控制所述储能模块为负载供电；所述能源适配模块用于调节所述控制模块输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求；所述储能模块用于存储所述太阳电池模块中多余的电量，并为所述负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种光伏循环能源系统，其特征在于，包括：太阳电池模块、控制模块、能源适配模块和储能模块，所述控制模块分别与所述太阳电池模块、所述能源适配模块和所述储能模块连接；所述太阳电池模块用于将光能转换为电能；所述控制模块用于控制所述太阳电池模块为负载供电，还控制所述太阳电池模块为所述储能模块充电，还控制所述储能模块为负载供电；所述能源适配模块用于调节所述控制模块输出端的电源，以使得输出的电源满足负载需求；所述储能模块用于存储所述太阳电池模块中多余的电量，并为所述负载供电。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，还包括：应急电池模块，所述应急电池模块与所述能源适配模块连接，所述应急电池模块用于提供应急电源，相应地，所述能源适配模块用于调节所述应急电源，以使得调节后的应急电源满足所述负载需求。3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述太阳电池模块由若干个太阳电池子模块组成；对于任一太阳电池子模块，所述任一太阳电池子模块由若干个太阳电池单元并联组成；对于任一太阳电池单元，所述任一太阳电池单元由若干个太阳电池子单元与阻塞二极管串联组成，所述阻塞二极管的负极与所述控制模块相连，所述阻塞二极管的正极与任一太阳电池子单元的正极极连接；所述任一太阳电池子单元由一个太阳电池单体与隔离二极管组成，所述太阳电池单体的正极与所述隔离二极管的负极相连，所述太阳电池单体的负极与所述隔离二极管的正极连接。4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述太阳电池模块的最大输出功率。5.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述控制模块包括：若干个最大功率跟踪控制单元和滤波单元，每一最大功率跟踪控制单元与唯一一个太阳电池子模块连接，所有的最大功率跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衍垒，李兆杰，王旭巍，徐国宁，杜晓伟，苗颖，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11